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Vermeidung von Tierversuchen

Seit 1974 erstellt das Umweltbundesamt die Umweltforschungsdatenbank. Sie enthält Beschreibungen umweltrelevanter Forschungs- und Entwicklungsprojekte aus dem deutschsprachigen Raum (Deutschland, Österreich, Schweiz).

Umweltchemiker diskutieren Alternativen zu Tierversuchen und umweltschädlichen Chemikalien

Größte deutschsprachige Konferenz der Umweltchemiker und Ökotoxikologen in Dessau-Roßlau eröffnet Wird ein Arznei- oder Waschmittel in der Kläranlage vollständig abgebaut? Welche Umweltrisiken und Nebenwirkungen birgt der Einsatz von Bioziden und Pflanzenschutzmitteln? Wie können Chemikalien möglichst umweltfreundlich entwickelt, produziert und verwendet werden? Obwohl wir alle tagtäglich chemische Stoffe zu unterschiedlichsten Zwecken nutzen, stellen sich solche Fragen die meisten Menschen eher selten. Tagesgeschäft sind solche Themen für die etwa 350 Umwelt-Wissenschaftler, die sich vom 06.-09. September im Umweltbundesamt (UBA) in Dessau-Roßlau zur Tagung „Umwelt 2010 - Von der Erkenntnis zur Entscheidung“ treffen.  Die Veranstaltung  ist die größte Konferenz der Umweltchemiker und Ökotoxikologen im deutschen Sprachraum. Präsentiert und diskutiert werden im ⁠ UBA ⁠ die neuesten Forschungsergebnisse zu Fragen des Verhaltens und den Auswirkungen von Chemikalien in der Umwelt. Die beiden größten wissenschaftlichen Fachgesellschaften zu Umweltchemie und Ökotoxikologie (GDCh und SETAC) treten gemeinsam als Veranstalter auf. Das UBA ist erstmalig Gastgeber für die überwiegend aus Deutschland, Schweiz und Österreich anreisenden Wissenschaftler. Das dicht gepackte Programm widmet sich mit über 200 Vortrags- und Poster-Präsentationen in 18 Themenblöcken den aktuellsten Entwicklungen in der Forschung. Neben klassischen Themen wie Umweltanalytik und  -monitoring oder biologischen Testverfahren stehen auch jüngere methodische Entwicklungen wie der Einsatz biochemischer Verfahren („Omics“),  Alternativen zu Tierversuchen oder neue Ansätze zur Modellierung des Stoffverhaltens in der Umwelt im Fokus. Hinzu kommen wissenschaftlich und chemikalienpolitisch tagesaktuelle Fragestellungen wie die noch vielfach ungeklärten Umweltrisiken von Nanomaterialien, Prinzipien für eine „grüne Chemie“ sowie Ansätze zur Risikobewertung von Stoffgemischen in der Umwelt. Wie im Untertitel der Tagung „Von der Erkenntnis zur Entscheidung“ angedeutet, soll dabei besonders erörtert werden, welche Konsequenzen aus den Forschungs­ergebnissen für den besseren Schutz der Umwelt zu ziehen sind. Dieses Tagungsmotto passt zum gastgebenden UBA, das als Deutschlands wichtigste Fachbehörde vielfältige Aufgaben in der Erfüllung der deutschen und europäischen ⁠ Stoff ⁠- und Umweltgesetz­gebung wahrnimmt. Diesem Motto widmen sich auch drei renommierte Redner aus akademischer Forschung (PD Dr. Martin Scheringer, Eidgenössische Technische Hochschule Zürich), Industrie (Dr. Utz Tillmann, Hauptgeschäftsführer des Verbandes der Chemischen Industrie, Frankfurt/M.) und Politik (Dr. Sabine Gärtner, Referatsleiterin im Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit, Bonn).  In Plenarvorträgen stellen sie ihre jeweilige Sichtweise zum Stand von Umweltforschung und Chemikaliensicherheit dar. Die Auswahl der Plenarredner spiegelt das Selbstverständnis der beiden Fachgesellschaften wider, die sich vorrangig als Kommunikationsforen für Fachleute dieser drei Bereiche verstehen. Dabei soll auch der wissenschaftliche Nachwuchs besonders gefördert werden, was unter anderem durch die Verleihung von Preisen für die besten Abschlussarbeiten und Publikationen des letzten Jahres sowie mit einer Prämierung der besten Vorträge und Poster im Rahmen der Tagung geschehen wird. 06.09.2010

Modifizierung und neue Anwendung des HET-CAM-Tests

Das Projekt "Modifizierung und neue Anwendung des HET-CAM-Tests" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Mainz, Fachbereich Chemie, Pharmazie und Geowissenschaften, Institut für Pharmazie durchgeführt.

Teilprojekt B

Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universitätsklinikum Würzburg, Klinik und Poliklinik für Dermatologie, Venerologie und Allergologie durchgeführt. Das maligne Melanom ist eine der gefährlichsten Krebsarten und führt zu etwa 3000 Sterbefällen pro Jahr in Deutschland. Ein neuerer Ansatz zur Behandlung des Melanoms ist die Immuntherapie mit sogenannten Immun-Checkpoint-Blockern (ICB). Immun-Checkpoints regulieren physiologisch die Immunantwort, wodurch beispielsweise Autoimmunreaktionen verhindert werden. Um dem Immunsystem zu entkommen (Immunevasion), können sich Tumorzellen dieser Checkpoints bedienen. Hier greifen die Checkpoint-Inhibitoren an, indem sie die Checkpoints blockieren und so die Immunantwort der T-Zellen gegen den Tumor verstärken und/oder induzieren. Bisher konnte der Effekt von ICBs in vitro jedoch noch nicht belegt werden, was den massiven Einsatz von Tiermodellen in der Entwicklung dieser Therapieformen notwendig macht. Geht man von einem mittleren Bedarf von 400 Tieren pro Wirkstoffkandidat aus, so muss momentan von einem Bedarf von 45.000 Tieren für die Testung der 117 sich in der präklinischen Erprobung befindlichen Kandidaten ausgegangen werden. ImmuTherM zielt auf die Etablierung und Validierung eines In-vitro-Testverfahrens zur Abschätzung der Wirkung von ICBs ab.

Teilprojekt C

Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Würzburg, Institut für Virologie und Immunbiologie - Immunologie, Arbeitsgruppe Beyersdorf durchgeführt. Das maligne Melanom ist eine der gefährlichsten Krebsarten und führt zu etwa 3000 Sterbefällen pro Jahr in Deutschland. Ein neuerer Ansatz zur Behandlung des Melanoms ist die Immuntherapie mit sogenannten Immun-Checkpoint-Blockern (ICB). Immun-Checkpoints regulieren physiologisch die Immunantwort, wodurch beispielsweise Autoimmunreaktionen verhindert werden. Um dem Immunsystem zu entkommen (Immunevasion), können sich Tumorzellen dieser Checkpoints bedienen. Hier greifen die Checkpoint-Inhibitoren an, indem sie die Checkpoints blockieren und so die Immunantwort der T-Zellen gegen den Tumor verstärken und/oder induzieren. Bisher konnte der Effekt von ICBs in vitro jedoch noch nicht belegt werden, was den massiven Einsatz von Tiermodellen in der Entwicklung dieser Therapieformen notwendig macht. Geht man von einem mittleren Bedarf von 400 Tieren pro Wirkstoffkandidat aus, so muss momentan von einem Bedarf von 45.000 Tieren für die Testung der 117 sich in der präklinischen Erprobung befindlichen Kandidaten ausgegangen werden. ImmuTherM zielt auf die Etablierung und Validierung eines In-vitro-Testverfahrens zur Abschätzung der Wirkung von ICBs ab.

Teilprojekt 4

Das Projekt "Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BASF SE durchgeführt. Das Ziel des Projektes ist es, den COMET Assay zum Nachweis gentoxischer Schäden in 3D Hautmodellen zu etablieren und die Robustheit dieser Methode zu prüfen. Dies geht einher mit der Untersuchung möglicher DNA- Reparaturmechanismen in den 3D- Hautmodellen. Im Anschluss an das Hautmetabolismusprojekt, soll die metabolische Kompetenz der 3D Modelle weiter komplettiert werden. In Teilaufgabe 1 werden 20 bekannte Testsubstanzen von drei verschiedenen Laboreinheiten mittels COMET Assays an zwei Vollhautmodellen getestet. Die Durchführung erfolgt in drei Phasen. Nach jeder Phase werden die erzielten Ergebnisse verglichen und bei guter Übereinstimmung die nächste Prüfphase eingeleitet. In Teilaufgabe 2 soll die metabolische Kompetenz der Hautmodelle weiter ausgeführt werden. In Teilaufgabe 3 wird die DNA-Reparaturkapazität der Hautmodelle untersucht.

Teilprojekt 3

Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf, Institut für Transfusionsmedizin durchgeführt. Ziel des Verbundprojektes ist die Ablösung des Kaninchenpyrogentestes durch ein an der Universität Konstanz entwickeltes In-vitro-Verfahren. Ziel des 'Teilprojektes Hamburg' war die Entwicklung von kryokonserviertem Vollblut für eine routinemäßige Anwendung des inzwischen kommerziell verfügbaren Interleukin-1ß ELISA zur breiten Austestung von Parenteralia, Medizinprodukten und Blutkomponenten. Die dabei zu untersuchenden Parameter betrafen u.a. die Blutspenderauswahl, die Wahl des geeigneten Antikoagulans, die Infektionssicherheit der hergestellten Präparate, den Zusatz von Gefrierschutzadditiven, die Automatisierbarkeit des Einfrierprozesses, den Versand und die Lagerung bei kryogenen Temperaturen sowie das standardisierte Auftauen. Es zeigten sich sowohl deutliche Unterschiede zwischen den einzelnen Spendern/innen als auch ein deutlicher Einfluss des Kryokonservierungsprozesses. Ebenfalls stellte sich heraus, dass die Art des verwendeten Vollblut-Anitkoagulans (EDTA, Li-Heparin, Citrat) einen Einfluss auf die Konzentration des freigesetzten Interleukin-1ß hat. Bei der Austestung verschiedener Behältnisse wurde Wert auf die Aspekte Tieftemperaturbeständigkeit, Etikettierbarkeit, Handhabbarkeit, Sterilität und Reaktivität im Pyrogentest gelegt. Unsere Wahl fiel auf das 1,8-ml-Cryo-Röhrchen der Fa. Nunc, Wiesbaden, Artikel-Nr. 375418. Zunächst Arbeitstechniken entwickelt, die eine problemlose manuelle Herstellung von Chargen mit bis zu 1000 Stück pro MTA pro Tag ermöglichen. Mit einem Gerät (Fa. Tecan, Crailsheim, Genesis RSP 150/8) können Chargen von bis zu 2000 Stück pro Tag hergestellt werden. Wir entwickelten eine einfache Einfriermethode, mit der Chargen großer Stückzahl ohne Verwendung des bislang eingesetzten, kostspieligen und chargenlimitierenden, computergesteuerten Einfriergerätes hergestellt werden können. Die optimale Konzentration an Dimethylsulfoxid (DMSO) beträgt 10 Vol.-Prozent. Die maximale Kühlrate im kritischen Temperaturbereich beträgt 5 K/min. Bei geeigneter Temperaturführung ist dafür ein herkömmlicher - 80 Grad C Gefrierschrank ausreichend. Für die Langzeitlagerung halten wir nach dem derzeitigen Kenntnisstand Temperaturen unterhalb von -170 Grad C(z.B. in der Dampfphase über Flüssigstickstoff) für erforderlich. Für den Transport und eine max. 3monatige Lagerung reichen - 80 Grad C aus. Es wurde eine Auftaumethode für das 'Kryoblut' entwickelt, die auch von Anwendern des In-Vitro-Pyrogen-Tests eingesetzt werden kann, die nur über limitiertes Laborequipment verfügen: Es ist kein spezielles Gerät mehr zum Auftauen erforderlich. Außerdem lassen sich damit auch größere Chargen auftauen. Bereits 4 h nach dem Auftauen (Inkubation bei 37 Grad C) wird eine für die Testdurchführung akzeptable Extinktionszunahme erreicht.

Teilprojekt B

Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dortmund, Lehrstuhl Statistische Methoden in der Genetik und Chemometrie durchgeführt. Nach Exposition gegenüber toxischen Substanzen aktivieren Hepatozyten 'Stress-Antwort-Signalwege' (SAS). Diese SAS dienen dazu, das zelluläre Gleichgewicht wieder herzustellen. Die Aktivierung spezifischer SAS lässt Rückschlüsse auf Eigenschaften und Gefährlichkeit der jeweiligen Substanzen zu. Das Vorhabenziel besteht daher darin (i) die SAS in 3D-Kulturen menschlicher Hepatozyten zu modellieren, (ii) ihre Anwendbarkeit für die Identifikation hepatotoxischer Substanzen zu testen und zu validieren. Die Ziele sollen mit einem Arbeitsplan erreicht werden, der sich in vier Arbeitspakete gliedert: WP1 umfasst die Untersuchung eines Sets an Trainingssubstanzen und Clusteranalysen der erhaltenen Genexpressionsdaten. WP2 besteht in der Untersuchung der in vivo Relevanz und der Optimierung der Signaturen. WP3 besteht in der Validierung der Hypothesen mit 'follow-up' Substanzen. WP4 umfasst den Vergleich in menschlichen Hepatozyten erzielter Daten mit den Ergebnissen von einfach zugänglichen Zelllinien. Aufgabe diese Teilprojekts ist es, die statistischen und bioinformatischen Algorithmen zu entwickeln und anzuwenden und wo angemessen adäquate neue Software zu erstellen.

Teilprojekt 2

Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Berlin (Humboldt-Univ.), Institut für Physik durchgeführt. Das Verhalten der photoaktivierbaren Nanoformulierungen Foslip und Fospeg soll mit speziellen optischen Methoden untersucht werden. Dieser Ansatz erlaubt eine genauere Bestimmung wichtiger Parameter wie z.B. der intrazellulären Wirkstofffreisetzung und kann in Zukunft einen entscheidenden Beitrag zur Analytik photoaktivierbarer Wirkstoffe leisten. Die Arbeit beinhaltet 5APs. AP1: Untersuchungen zur Aufnahme der beiden Formulierungen und deren Phototoxizität an den ausgewählten Zelllinien. Die Überprüfung der Reproduzierbarkeit der Ergebnisse, Herausarbeitung evtl. Unterschiede zwischen den Zelllinien. Bestimmung der Phototoxizität: mittels z.B. MTT-Test, Resazurin- oder Caspase-Assay. Im AP2 wird als innovativster Schritt des Projektes die intrazelluläre Freisetzung des PS aus den beiden Formulierungen über die Beobachtung der 1O2 -Lumineszenzkinetik und der Triplettlebensdauer des PS verfolgt. Gleichzeitig soll die Frage nach evtl. Unterschieden im Verhalten der einzelnen Zelllinien untersucht werden um Rückschlüsse auf die Rückverteilung des PS in den Blutstrom und somit auch auf die Pharmakokinetik zu ermöglichen. AP3: Nutzung von FLIM und CLSM (costaining) zur Beurteilung der Freisetzung des PS aus den Formulierungen mit den gleichen Teilaspekten wie in AP2. In AP4 wird kontinuierlich geprüft ob und in welchem Maß die Ergebnisse aus AP2 und AP3 korrelieren. AP5: Aufbereitung der Daten für das EDV-gestützte PBPK- Modell, Publikation der Ergebnisse.

Teilprojekt C

Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von geneXplain GmbH durchgeführt. ExITox-2 hat zum Ziel eine integrierte Teststrategie (IATA) zu entwickeln, die Tierversuche mit wiederholter inhalativer Verabreichung ersetzt. Der in ExITox-1 entwickelte Read across Ansatz soll weiterentwickelt werden. Neben der Gruppe der Vinylester sollen in ExITox-2 vier neue Gruppen, die Lungenfibrose bzw. Lungenentzündung verursachen, getestet werden. Neue Aspekte sind: i) Integration von in vitro Daten aus Toxv21; ii) Abschätzung der Toxikokinetik mit Hilfe von PBPK- und QSAR Modellen; iii) Unterscheidung von Genexpressionsveränderungen bei geringen und hohen Dosen; iv) Analyse der microRNA; v) Bestätigung der Genexpressionsänderungen durch RTqPCR. Zur besseren Darstellung der Ergebnisse werden Mastersignalwege entwickelt, um zellspezifische Antworten von generellen Stressantworten zu unterscheiden. Die Integration dieser Ergebnisse in eine Test- und Bewertungsstrategie (IATA) soll zur Einschätzung der Toxizität einer inhalierbaren Chemikalie ohne Tierversuch führen. AP1 Stoffauswahl: Zwei Stoffgruppen sollen zu 'Fibrosis' und 'Inflammation' ausgewählt werden (M1.2), sowie Literaturdaten zu den Leitstoffen und Analoga identifiziert werden (M1.3). AP5 Bioinformatik Für 'Hyperplasie', 'Fibrose' und 'Entzündung' werden master pathways erstellt (M 5.1). Differentiell exprimierte Gene (DEG) werden bestimmt (M 5.2). Mit Hilfe der upstream Analyse werden gewebespezifische Masterregulatoren identifiziert (M 5.5). Daraus werden RAX spezifische Profile erstellt (M 5.6). AP6: Transfer der experimentellen Daten und Modelle in die IATA. Es werden die biologischen Profile innerhalb der Stoffgruppe (intra-group) und unter den Stoffgruppen (inter-group) verglichen (M 6.2), sowie zur Ermittlung von AOP und generellen Stressantworten die Stoffgruppen-spezifischen Profile mit den Daten aus M5.1 abgeglichen (M 6.3). Die Ergebnisse des Projektes werden in eine Bewertungsstrategie (IATA) integriert (M 6.4).

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